CN104497152A

CN104497152A - 一种高取代度阳离子淀粉的制备方法

Info

Publication number: CN104497152A
Application number: CN201410676715.9A
Authority: CN
Inventors: 梁绍伦; 林晓
Original assignee: GUANGDONG ZHONGQING FENGTAI BIOCHEMICAL Co Ltd
Current assignee: GUANGDONG ZHONGQING FENGTAI BIOCHEMICAL Co Ltd
Priority date: 2014-11-24
Filing date: 2014-11-24
Publication date: 2015-04-08

Abstract

本发明涉及一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，属于淀粉制备技术领域，该方法包括如下步骤：（1）交联玉米淀粉制备：将氯化钠、环氧氯丙烷用水溶解，加入玉米淀粉搅拌成浆状，缓慢添加氢氧化钾溶液，搅拌，用冰醋酸中和至pH为4-6，过滤，干燥得交联玉米淀粉；（2）阳离子淀粉的制备：将交联玉米淀粉、碱催化剂BZ-1混合搅拌，再加入三甲基氯化铵GTA，继续搅拌，得白色固体产品，用60-80%乙醇水溶液浸泡、过滤、洗涤、真空干燥即得高取代度阳离子淀粉。该阳离子淀粉的取代度为0.1-0.99，制备该高取代度的交联阳离子淀粉的反应效率达85-79%，该阳离子淀粉可在较宽的pH=1-8范围内使用。

Description

一种高取代度阳离子淀粉的制备方法

技术领域

本发明涉及一种阳离子淀粉的制备方法，具体涉及一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，属于淀粉制备技术领域。

背景技术

阳离子淀粉属于化学改性淀粉，是由含有氨基、亚氨基、铵等阳离子化试剂在碱性条件与各种淀粉反应而制得的。所有这些试剂都可能带一个阳电荷，通常在商业上属主要的衍生物是叔铵基淀粉醚和季铵基淀粉醚。它们实用性的关键在于对于带阴电荷物质的亲和性，广泛应用于造纸、纺织、油田、粘合剂、采矿业、化妆品。

阳离子淀粉的合成1930年前后己有报导，1952年才见到使用价值的报告，1955年开始了工业规模生产，1957年有了商品阳离子淀粉的第一个专利。其后，数量和品种迅速增长，现在已逐渐向具有各种独特性能的，两性淀粉或复合型淀粉发展，进一步开拓了阳离子淀粉的使用价值。阳离子淀粉品种繁多，大体上可分为以下四类:①叔胺烷基醚；②翁类淀粉醚；③伯或仲胺烷基醚；④杂类(如亚胺等淀粉醚)。目前，新的阳离子淀粉仍在继续发展，但叔胺烷基醚和季铵烷基醚仍是主要的商品淀粉。尤其是季铵烷基醚是继叔胺烷醛醚后发展起来的，各方面的性能均优于叔胺烷基醚淀粉，很有发展前途。

淀粉与阳离子化试剂的反应主要发生在葡萄糖剩基的2、3、6的活性羟基上。衡量阳离子淀粉变性程度的主要指标为取代度(简称DS)即指每摩尔葡萄糖剩基上活性羟基被取代的摩尔数。由此可见，理论上最大取代度为3，造纸上所用取代度一般为.001~0.07。尽管取代度不高，但原淀粉的性质己大大改变，主要表现如下:

（1）胶化温度大大下降：以玉米淀粉为例，原玉米淀粉的胶化温度为(70士2)℃，而取代度(DS)为0.025阳离子淀粉，胶化温度约为(60士2)℃，DS为0.05的阳离子淀粉，胶化温度约为(50土2)℃，当DS=0.07时，可以室温胶化，冷水溶解了。

(2)Zeta电位升为阳性用Zeta电位仪测定，阳离子淀粉呈阳性，且随着DS值的升高，Zeta电位升高。

(3)随着取代度的提高，糊液的粘度、透明度和稳定性明显提高。此外，由于受静电作用的影响，阳离子淀粉对阴离子物质的吸附作用很强，且一旦吸附上，则很难脱离开来。这在造纸行业尤其有用。因造纸的纤维、填料均带阴电性，很容易与阳离子淀粉的分子相互吸引，起到增强、助留、助滤等作用，且即使用高温(95℃)的热水处理，约90%以上的阳离子淀粉仍会牢牢地吸附在纤维上。

中国发明： 200710150695.1公开一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，其步骤是将碱溶于水形成碱液，将碱液喷入工业原淀粉中，混合均匀；向工业原淀粉中分别加入促进剂及阳离子醚化剂，混合均匀；再将产物采用酸调pH值调到5~7，即制备出遇冷水溶解成透明溶液的高取代度阳离子淀粉成品，其取代度为0.5~1.0。该制备方法可操作性弱，制备的阳离子淀粉取代度不高。

发明内容

本发明的目的是提供一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，该高取代度的交联阳离子淀粉的反应效率达85-79%，该阳离子淀粉可在较宽的pH=1-8范围内使用。

为了解决上述问题，本发明所采用的技术方案是：

一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，包括如下步骤：

（1）交联玉米淀粉制备：将氯化钠、环氧氯丙烷用水溶解，加入玉米淀粉搅拌成浆状，缓慢添加氢氧化钾溶液，搅拌10-20h，用冰醋酸中和至pH4-6，过滤，干燥得交联玉米淀粉；

（2）阳离子淀粉的制备：将交联玉米淀粉、碱催化剂BZ-1混合搅拌20-30min，再加入GTA，继续搅拌10-20min，得白色固体产品，用60-80%乙醇水溶液浸泡、过滤、洗涤、真空干燥即得高取代度阳离子淀粉；

步骤（1）所述的氢氧化钾溶液质量浓度为80-85%，氢氧化钾的用量为3~8份；

步骤（1）所述的氯化钠的用量为5~20份；

步骤（1）所述的环氧氯丙烷的用量为25~35份；

步骤（1）所述的玉米淀粉的用量为30~40份；

步骤（1）所述的冰醋酸的用量为5~10份；

步骤（2）所述的碱催化剂BZ-1的用量为5-15份；

步骤（2）所述的GTA的用量为10-20份；

步骤（2）所述的乙醇的用量为20-40份；

步骤（2）所述的真空干燥条件为：干燥温度-50℃，干燥压力80Pa。

本发明相对于现有技术的有益效果是：

本发明的一种高取代度阳离子淀粉及其制备方法，该高取代度的交联阳离子淀粉的反应效率达85-79%，该阳离子淀粉可在较宽的pH=1-8范围内使用。

具体实施方式

下面通过实施例对本发明做进一步详细说明，这些实施例仅用来说明本发明，并不限制本发明的范围。

实施例1

一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，包括如下步骤：

（1）交联玉米淀粉制备：将氯化钠、环氧氯丙烷用水溶解，加入玉米淀粉搅拌成浆状，缓慢添加80%氢氧化钾溶液，搅拌10h，用冰醋酸中和至pH4，过滤，干燥得交联玉米淀粉；

（2）阳离子淀粉的制备：将玉米淀粉、碱催化剂BZ-1混合搅拌20min，再加入GTA，继续搅拌10min，得白色固体产品，用60%乙醇水溶液浸泡、过滤、洗涤、真空干燥即得高取代度阳离子淀粉，真空干燥条件为：干燥温度-50℃，干燥压力80Pa。

其中方法里面所用的物质的量为：氯化钠5份、环氧氯丙烷25份、玉米淀粉30份、氢氧化钾3份、冰醋酸5份、碱催化剂BZ-1 5份、阳离子化剂GTA10份、乙醇20份、水70份。

实施例2

一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，包括如下步骤：

（1）交联玉米淀粉制备：将氯化钠、环氧氯丙烷用水溶解，加入玉米淀粉搅拌成浆状，缓慢添加81%氢氧化钾溶液，搅拌14h，用冰醋酸中和至pH5，过滤，干燥得交联玉米淀粉；

（2）阳离子淀粉的制备：将玉米淀粉、碱催化剂BZ-1混合搅拌25min，再加入GTA，继续搅拌15min，得白色固体产品，用60-80%乙醇水溶液浸泡、过滤、洗涤、真空干燥即得高取代度阳离子淀粉；真空干燥条件为：干燥温度-50℃，干燥压力80Pa。

其中方法里面所用的物质的量为：氯化钠10份、环氧氯丙烷30份、玉米淀粉35份、氢氧化钾4份、冰醋酸6份、碱催化剂BZ-1 8份、阳离子化剂GTA14份、乙醇25份、水75份。

实施例3

一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，包括如下步骤：

（1）交联玉米淀粉制备：将氯化钠、环氧氯丙烷用水溶解，加入玉米淀粉搅拌成浆状，缓慢添加83%氢氧化钾溶液，搅拌17h，用冰醋酸中和至pH6，过滤，干燥得交联玉米淀粉；

（2）阳离子淀粉的制备：将玉米淀粉、碱催化剂BZ-1混合搅拌28min，再加入GTA，继续搅拌18min，得白色固体产品，用69%乙醇水溶液浸泡、过滤、洗涤、真空干燥即得高取代度阳离子淀粉；真空干燥条件为：干燥温度-50℃，干燥压力80Pa。

其中方法里面所用的物质的量为：氯化钠15份、环氧氯丙烷30份、玉米淀粉36份、氢氧化钾5份、冰醋酸7份、碱催化剂BZ-1 10份、阳离子化剂GTA17份、乙醇27份、水80份。

实施例4

一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，包括如下步骤：

（1）交联玉米淀粉制备：将氯化钠、环氧氯丙烷用水溶解，加入玉米淀粉搅拌成浆状，缓慢添加83%氢氧化钾溶液，搅拌18h，用冰醋酸中和至pH5，过滤，干燥得交联玉米淀粉；

（2）阳离子淀粉的制备：将玉米淀粉、碱催化剂BZ-1混合搅拌28min，再加入GTA，继续搅拌18min，得白色固体产品，用72%乙醇水溶液浸泡、过滤、洗涤、真空干燥即得高取代度阳离子淀粉；真空干燥条件为：干燥温度-50℃，干燥压力80Pa；

其中方法里面所用的物质的量为：氯化钠18份、环氧氯丙烷30份、玉米淀粉38份、氢氧化钾7份、冰醋酸9份、碱催化剂BZ-1 13份、阳离子化剂GTA18份、乙醇38份、水80份。

实施例5

一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，包括如下步骤：

（1）交联玉米淀粉制备：将氯化钠、环氧氯丙烷用水溶解，加入玉米淀粉搅拌成浆状，缓慢添加85%氢氧化钾溶液，搅拌20h，用冰醋酸中和至pH6，过滤，干燥得交联玉米淀粉；

（2）阳离子淀粉的制备：将玉米淀粉、碱催化剂BZ-1混合搅拌30min，再加入GTA，继续搅拌20min，得白色固体产品，用80%乙醇水溶液浸泡、过滤、洗涤、真空干燥即得高取代度阳离子淀粉；真空干燥条件为：干燥温度-50℃，干燥压力80Pa。

其中方法里面所用的物质的量为：氯化钠20份、环氧氯丙烷35份、玉米淀粉40份、氢氧化钾8份、冰醋酸10份、碱催化剂BZ-1 15份、阳离子化剂GTA20份、乙醇40份、水90份。

Claims

1.一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

（2）阳离子淀粉的制备：将交联玉米淀粉、碱催化剂BZ-1混合搅拌20-30min，再加入三甲基氯化铵GTA，继续搅拌10-20min，得白色固体产品，用60-80%乙醇水溶液浸泡、过滤、洗涤、真空干燥即得高取代度阳离子淀粉。

2.根据权利要求1所述的一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的氢氧化钾溶液质量浓度为80-85%，氢氧化钾的用量为3~8份。

3.根据权利要求1所述的一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的氯化钠的用量为5~20份。

4.根据权利要求1所述的一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的环氧氯丙烷的用量为25~35份。

5.根据权利要求1所述的一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的玉米淀粉的用量为30~40份。

6.根据权利要求1或2所述的一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的冰醋酸的用量为5~10份。

7.根据权利要求1或2所述的一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的碱催化剂BZ-1的用量为5-15份。

8.根据权利要求1或2所述的一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的GTA的用量为10-20份。

9.根据权利要求4所述的一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的乙醇的用量为20-40份。

10.根据权利要求4所述的一种高取代度阳离子淀粉的制备方法，其特征在于：步骤（2）所述的真空干燥条件为：干燥温度-50℃，干燥压力80Pa。